Rozdiel medzi nízkou, strednou a vysokou uhlíkovou ocelou

Uhlíková ocel podľa obsahu uhlika sa dá rozdeliť na tri hlavné typy: nízkouhlíková oceľ, stredneuhlíková oceľ a vysokouhlíková oceľ. Kvôli rozdielom v obsahu uhlika každý typ uhlíkovej ocele tiež ukazuje významné rozdiely v svojej organizácii, mechanických vlastnostiach, technológii spracovania atď. Avšak je pre nás kľúčové vybrať správny materiál a pochopiť rozdiely medzi nízkouhlíkovou ocľou, stredneuhlíkovou ocľou a vysokouhlíkovou ocľou.

Čo je uhlíková ocele?

Uhlíková ocel, tiež známa ako uhlíková oceľ, je oceľový materiál so železom ako hlavnou súčasťou, určitou mierou uhlíka (všeobecne menej ako 2,11 %), ale bez pridania veľkej množstva iných zliatinových prvkov. Uhlíková oceľ je najzákladnejším a najbežnejším typom oceľového materiálu. Podľa rôznych úhrnnych obsahov uhlíka sa uhlíková oceľ dá rozdeliť na nízku, strednú a vysokú uhlíkovú oceľ. Čím vyšší je obsah uhlíka, tým väčšia je pevnosť a tvrdota ocele, no plastickosť a odolnosť k otŕpaniu sa zodpovedne znížia. Čím nižší je obsah uhlíka, tým lepšie sú mechanické vlastnosti ocele, ako je kovodosť a spotrebné vlastnosti pri svarovaní.

Klasifikácia uhlíkovej ocele:

Klasifikácia uhlíkovej ocele je hlavne založená na jej uhlíkovom obsahu. Podľa medzinárodných a domácich bežne používaných štandardov sa uhlíková oceľ triedi nasledovne:

• Nízka uhlíková oceľ: uhlíkový obsah je všeobecne medzi 0,04 % a 0,25 %;
• Stredná uhlíková oceľ: uhlíkový obsah je medzi 0,25 % a 0,60 %;
• Vysokouhlíková ocel: obsah uhlíka je medzi 0,60 % a 1,00 %.

I keď je klasifikácia hlavne založená na obsahu uhlíka, v špecifických aplikáciách sa tiež berie do úvahy obsah iných prvkov (ako mangan, krieso, sirol, fosfor atď.) a použitie a mechanické vlastnosti ocí.

Aký je rozdiel medzi nízkuhlíkovou ocľou, strednoukuhlíkovou ocľou a vysokouhlíkovou ocľou?

Ich rozdiely sa prejavujú v nasledujúcich 5 aspektoch, ako je uvedené nižšie:

1. Chemicálna sústava:

Najpriamejší rozdiel medzi nízkuhlíkovou, strednoukuhlíkovou a vysokouhlíkovou ocľou sa prejavuje v ich chemickom složení. Keď sa obsah uhlíka postupne zvyšuje, zväčšuje sa pevnosť a sily ocí, ale jej vytiaľnosť a spojiteľnosť klesajú.

• Nízkouhličitá ocel: Okrem nízkej úrovne uhlíka obsahuje často malé množstvo křemene (0,17~0,37 %), manganu (0,35~0,65 %) atď., aby sa zvýšila jej ich pevnosť a obrateľnosť. Kvôli nízkej úrovni uhlíka má dobrú plastickosť, výdrž a spojiteľnosť.
• Strednouhličitá ocel: Obsah uhlíka je obvykle medzi 0,25 % a 0,60 % a obsahuje tiež posilujúce prvky ako mangaň (0,50 %~1,65 %). Jej mechanické vlastnosti sú relatívne dobré a vhodné na tepelnú spracovanie. V porovnaní s nízkouhličitou ocloú má vyššiu pevnosť a tvrdosť, ale nižšiu výdrž.
• Vysokouhličitá ocel: Obsah uhlíka je medzi 0,60 % a 1,00 %. Kvôli vysokému obsahu uhlíka je jej tvrdosť po zaostrení a odolnosť pred ťažkou významne lepšie, no jej spojiteľnosť a obrateľnosť sú slabšie.

2. Mechanické vlastnosti:

Pohľadom na mechanické vlastnosti sú rozdiely medzi týmito tromi typmi ocele osobitne zrejmé. Mechanické vlastnosti zahŕňajú pevnosť na ťah, pevnosť na natočenie, dĺžkové prírastky, odolnosť proti úderu, tvrdošť atď.

• Ocel s nízkym obsahom uhlíka: Pevnosť na ťah je obvykle medzi 370~500MPa, pevnosť na natočenie je medzi 200~300MPa a dĺžkové prírastky dosahujú viac než 25%. Jej významnou vlastnosťou je dobrá výdrž a silná kovodosť, preto je vhodná na lisovanie, protahu a iné procesy.
• Ocel s stredným obsahom uhlíka: Po zakalovaní a tepelnej spracovke môže pevnosť na ťah dosiahnuť 600~800MPa, pevnosť na natočenie je medzi 400~600MPa a dĺžkové prírastky sú medzi 15%~20%. Má dobré kompletné mechanické vlastnosti a je špeciálne vhodná na výrobu konštrukčných častí.
• Vysokouhličitá ocel: Prúdová pevnosť môže dosiahnuť viac než 900~1300 MPa, avšak dĺžkové prírastky sú obvykle menej ako 10 % a odolnosť voči nárazu je slabá. Po zotavení a tvrdení sa dá dosiahnuť extrémne vysoká tvrdota, čo robí z tejto materiálu ideálny materiál na reźacie nástroje a formy.

3. Vlastnosti tepelného úpravu:

Tepelný úprav je dôležitým spôsobom zlepšovania vlastností ocele. Nízkuhličitá oceľ, strednouhličitá oceľ a vysokouhličitá oceľ rôzne reagujú na tepelné úpravy.

• Nízkuhličitá oceľ: Kvôli nízkej uhličite pretepením sa jej tvrdota nemôže významne zvýšiť. Predovšetkým sa používa studená deformácia a karburizácia na zvýšenie povrchovej tvrdoty. Po anebilitácii sa materiál môže zmäknúť pre ďalšie spracovanie.
• Striedlo so stredným obsahom uhlíka: Vyhovuje na tvrdenie a zmyalovanie, teda tvrdenie a zmyalovanie, ktoré ovládajú štruktúru s cieľom dosiahnuť požadovanú rovnováhu medzi pevnosťou a výdržnosťou, a je predvoľbaným materiálom na výrobu autovej a železničnej komponenty.
• Striedlo so vysokým obsahom uhlíka: Efekt termoobsluhy je najvýznamnejší. Striedlo so vysokým obsahom uhlíka môže dosiahnuť vysokú tvrdosť cez tvrdenie a prispôsobiť svoju výdržnosť cez zmyalovanie. Používa sa na výrobu komponentov s vysokou pevnosťou a odolnosťou proti opotrebeniu, ako sú pružiny, nože a mieradla.

4. Spojiteľnosť a pracovateľnosť:

Spojiteľnosť a pracovateľnosť priamo ovplyvňujú výrobné náklady a jednoduchosť používania ocele.

• Striedlo s nízkym obsahom uhlíka: Má vynikajúcu spojiteľnosť a vlastnosti studenej formovateľnosti, a môže byť spájané rôznymi spôsobmi. Široko sa používa v stavebnej oblasti a výrobe strojov.
• Striedlo so stredným obsahom uhlíka: Má priemernú spájanlivosť a je citlivé na tvorbu rôznych krhnutí počas spájania. Obvykle vyžaduje predohrevanie a poďaľové zaobchádzanie na vylepšenie kvality spájaní. Jeho spracovateľnosť je tiež niečo horšia ako u striedla s nízkym obsahom uhlíka.
• Striedlo so vysokým obsahom uhlíka: má zlú spájanlivosť, je podložené tvorbe tvrdnutí a krhnutí, obvykle nie je vhodné na spájanie. Je tiež podložené tvorbe krhnutí a odštípania počas obrábania, čo vyžaduje použitie špeciálnych nástrojov a metód ochladzovania.

5. Aplikácie:

Z dôvodu rozdielov v vlastnostiach sú aj použitia týchto troch druhov ocele značne rôzne.

• Ocel so slabým obsahom uhlíka: hlavne sa používa na stavebné štruktúry (ako sú železné tyče, profilové oceľové členy), mechanické komponenty (ako šrouby, matky) a karoserie aut, atď.
• Ocel so stredným obsahom uhlíka: hlavne sa používa na výrobu nosných štrukturálnych častí, ako sú kolieska, vále, spojovacie tyče, kránové ramená, atď.
• Vysokouhlíková ocele: používajú sa predovšetkým na výrobu nástrojov s vysokou odolnosťou a opornosťou, ako nože, mieradla, pružiny, guľové ložiská atď.

Bežné typy:

V čínskom GB štandardnom a americkom ASTM štandardnom systéme majú ocele s rôznym obsahom uhlíka svoje typické reprezentanty:

• Nízke-uhlíková oceľ: Q235 (Čína), A36 (USA), SS400 (Japonsko)
• Stredný uhlíkový ocel: 45# oceľ (Čína), 1045 oceľ (USA), S45C (Japonsko)
• Vysokouhličitaná ocele: T8, T10 ocel (Čína), 1095 ocel (USA), SK85 (Japonsko)

Odolnosť proti korozi a povrchové úpravy:

Uhlíková oceľ sama osebe nemá dobrú odolnosť proti korozi, preto sa v praxi obvykle používajú povrchové úpravy.

• Nízkuhličitaná oceľ: Často sa používajú procesy ako horká galvanizácia, elektrogalvanizácia, plastové nátieranie a iné na zvýšenie odolnosti proti korozi, čo ich robí široko používanými v náuštnom alebo vlhknom prostredí.
• Striedavá uhlíková ocel a vysoko uhlíková ocel: Kvôli ich vysoké sile sa často používajú v priemyselnom vybavení, s väčším zameraním na olejové uzátvorky, protirziestné obaly alebo fosfatové liečenia namiesto denných exponenčných prostredí.

Malo by sa upozorniť, že ocely s vysokým obsahom uhľa sú citlivejšie na oxidáciu, osobitne počas spávania a tepelnej spracovky. Preto je vysoko uhlíková oceľ obvykle pohlienka ochrannou vrstvou alebo podlieha tepelnej spracovke pred a po použití, aby sa zabránilo korozi.

Záver:

Aj keď patrí nízko uhlíková oceľ, striedavá uhlíková oceľ a vysoko uhlíková oceľ do radu uhlíkovej ocely, kvôli rôznemu obsahu uhľa majú tieto tri svoje vlastné charakteristické vlastnosti v mechanických vlastnostiach, strojiteľnosti, spojiteľnosti, vlastnostiach tepelnej spracovky a oblasti použitia. Rozumné vybratie a aplikovanie týchto troch typov ocele má veľký význam pre zlepšenie kvality inžinierskych produktov, kontrolu výrobných nákladov a predlženie životného cyklu.

  +86 17611015797 (WhatsApp )        

  [email protected]